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一、简答题

1． 现有一对啮合的大、小齿轮，问哪个齿轮的弯曲应力大？写出大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？

【答案】（1）由于小齿轮1的齿数小于大齿轮的齿数（2） 可知所以

（3）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，

则许用应力相同。而

则大齿轮的弯曲疲劳强度高。

2． —般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？为什么？

【答案】

因为故打滑总是先发生在小轮上。因为小带轮的接触弧上产生的摩擦力小于大带轮。

3． 为什么普通车床的第一级传动采用带传动，而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动？

【答案】带传动适用于中心距较大传动，且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点，能保护其他传动件，适合普通机床的第一级传动要求；又带传动存在弹性滑动，传动比不准，不适合传动比要求严格的传动，而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度，不能采用带传动。

4． 受变载荷作用的紧螺栓联接，螺栓所受工作应力在之间变化，在保持剩余预紧力不变条件下，采用哪些措施可减小螺栓的应力幅？

【答案】（1）降低螺栓刚度；（2）增大被联接件刚度；（3）同时采用以上两种措施。

5． 普通平键的公称长度L 与工作长度l 之间有什么关系？

【答案】

圆头平键工作长度方头平键的工作长度单圆头平键

6． 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔

而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？

【答案】这是从尽量减小对轴的强度削弱考虑的，同时又考虑了各类键的特点。

两个平键相隔180°布置，工作面上产生的挤压力的方向正好相反，不会产生附加应力，并且全部转化为扭转力矩，减少了轴受损的可能。若两个平键相隔不为180°如图所

示

工作面上产生的挤压力在轴上的合力F 不为零，大小为

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这个力相当于轴上的附加力，对轴的工作产生不利影响。

采用两个楔键时，如果也相隔

增加了工作可靠性。

由于轴上半圆键槽较深，在同一截面处加工出两个键槽会大大削弱轴的强度，所以采用两个半圆键时应布置在轴的同一母线上。

布置，则楔紧时只是两个楔键的顶面与轮毂键槽的底面接则楔紧后轴和轮毂也接触楔紧，触，轴和轮毂不接触，工作可靠性差。两个楔键相隔

图

二、计算题

7． 设有强度级别为4.6的螺栓，用拧紧力拧紧（一般标准扳手的长度

），问预紧力等于多少？螺栓是否过载而被拧断？ 【答案】根据所给条件，得拧紧力矩

所以

强度级的

碳素钢螺栓：

式中螺栓材料屈服极限，对于螺栓根部面积，对于 钢制螺栓的许用预紧力可由下式确定： 强度级

则

螺栓由机械设计手册得

由以上计算结果可知，强度级别为4.6的

拧断

8． 如图所示为活顶尖轴承组合结构: 钢制螺栓，若用200N 的力拧紧，就会因过载而

（1）说明三个不同类型轴承各起什么作用？

（2）左端轴承游隙如何调整？

（3）轴系中的右端轴承为什么采用调心轴承？

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图

【答案】（1）轴承1为圆锥滚子轴承，承受径向力和传递轴向力，将轴向力传递给2推力球轴承；轴承2为推力球轴承，承受轴向载荷；轴承3为调心球轴承，起辅助支撑作用。

（2）左端轴承通过调整外端调整环来调整游隙。

（3）采用调心轴承原因：载荷大时，轴会变形，调心球轴承可补偿变形；也可以补偿加工安装误差。

9． 如图1所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器中，已知高速级齿

轮

低速级齿

轮

齿轮啮合效率（2）低速级斜齿轮分度圆螺旋角

（3）各轴转向及所受转矩。

滚动轴承效率模

数求： 模

数输入功率（1）低速级小齿轮的齿（旋）向，要使中间轴上的轴承所受的轴向力最小； 为多少度时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消；

图1

【答案】（1）齿轮1为右旋，根据主动轮的右手法则，可知所受轴向力竖直向下，则与其啮合的齿轮2的轴向力为竖直向上。为使中间轴的轴承所受轴向力最小，则齿轮3的轴向力方向竖直向下，和其转向符合左手法则，故齿轮3为左旋。

（2）为使得中间轴上的轴向力完全抵消，令

根据轴向力计算公式可得到：

对于轴II

上有即:

联立式）得：

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